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PCB設(shè)計:我們需要背鉆嗎?

2021-03-31 16:42:15

背鉆,相信從事PCB設(shè)計或加工的朋友來說不會陌生。我們知道,這個工藝現(xiàn)在已經(jīng)比較廣泛應(yīng)用在10G以上的高速串行通道設(shè)計中了,它的作用主要是解決過孔stub較長導(dǎo)致的高頻能量急劇衰減的問題,越小的過孔stub,急劇衰減的頻段越高,因此我們在高速設(shè)計會著重考慮它。我們也可以通過2維或者3維對過孔的仿真,得到stub和回?fù)p插損曲線的關(guān)系,例如下圖所示:

可以看到,隨著過孔stub越來越長,尖峰諧振點出現(xiàn)的頻段會逐漸向低頻移動,也就是說會逐漸影響到更低頻段能量的衰減。當(dāng)然對于點對點的高速串行信號來說,我們比較容易去下結(jié)論要不要背鉆,現(xiàn)在隨著我們的DDR并行信號的速率也越來越高之后,像目前通用的DDR4的速率是2400Mbps,那我們需要背鉆嗎?
為此,本人也做了一個簡單的仿真(針對地址信號的仿真)來看看到底差異有多大?
一個簡單的fly_by拓?fù)涞脑O(shè)計如下:

如果地址信號走得靠近表層的話,的確,換層過孔帶來的stub可以比較長。

我們對這個信號拓?fù)溥M(jìn)行不同過孔stub長度(從0mil到120mil的stub)的掃描仿真,得到的波形結(jié)果(第一個顆粒)會是這樣:

我們直觀的看到,有差異的地方主要在上下電平振蕩的位置,我們放大一點看下,發(fā)現(xiàn)會影響大概25mV的裕量。

從眼圖上看,也大概能看到些變化,說明stub還是會對信號質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

那么對于速率更高的數(shù)據(jù)信號而言,情況又是怎么樣的呢?本人還是以仿真數(shù)據(jù)來說明吧,不同過孔stub的結(jié)果如下:

從眼圖來看,信號的幅值似乎差異不大,差異主要在于上升(下降)沿這里。從波形上升/下降沿看可以看到200mil的stub和沒有stub的差異主要有30ps左右。

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